值等幅值的电流信号Ic(即与现场变压器铁芯接地电流同频同相的镜像电流)。
[0039]所述铁芯接地电流信号取样调理模块1.1可包括由依次连接的高精度钳形电流传感器、I/V变换电路和运算放大器，高精度钳形电流传感器直接卡在变压器铁芯上，首先采用高精度钳形电流传感器对现场铁芯接地电流进行电流取样，然后通过I/V变换电路将取样电流信号变换为电压信号，并通过运算放大器进行放大后得到所述取样信号。
[0040]如图5所示，所述信号谐波分离模块1.2由带通滤波器组成，带通滤波器的电阻由数字电位计组成，可以从铁芯接地电流信号取样调理模块1.1的输出信号中分离出基波及3，5，7次谐波信号，分离出的各次谐波信号与原混合信号中的各次谐波分量同幅值，同相位。所述分离信号移相模块1.3由运放及阻容原件组成的等幅移相电路构成，分别对分离信号进行移位调整。
[0041]所述分离信号调幅及合成模块1.4，由运放及可调电阻组成的反向加法器构成，分别对分离信号进行幅值调整及叠加。通过调整所述分离信号调幅及合成模块1.4的可调电阻，实现所述电流放大输出模块1.5输出的电流基波及3，5，7次谐波幅值与原边铁芯接地电流中的基波及3，5，7次谐波幅值等幅值。
[0042]所述电流放大输出模块1.5可由场效应管组成的功放电路构成，实现电流放大输出。
[0043]所述信号频率跟踪模块1.6为高精度频率计，可以实时测量基波信号频率。
[0044]所述反馈控制模块1.7由逻辑控制电路和数字电位计组成，利用频率计测量基波信号的频率，并通过逻辑控制电路和数字电位计修改带通滤波器中数字电位计的电阻值，实现带通滤波器的中心点频率跟随输入电流信号频率的变化，保证带通滤波器的输出信号与原合成信号的相应分量之间没有相位差。
[0045]如图3所示，所述标准铁芯接地电流输出单元2包括依次连接的工控机2.1、数模转换模块2.2、恒流源功率放大模块2.3和电流输出模块2.4，所述工控机2.1用于将电流幅值及谐波等设置参数转换成相应数模转换转换模块2.2所需要的数据数组，由数模转换转换模块2.2输出电压基准信号到恒流源功率放大模块2.3，经过恒流源功率放大模块2.3进行电压电流转换及功率放大，最后由所述电流输出模块2.4，将可调电流^输出，并通过穿心线的方式注入到变压器铁芯接地电流在线监测设备的钳形电流传感器中，具体的，所述电流输出模块2.4通过输出线穿过在线监测设备的钳形电流传感器。
[0046]如图4所示，所述铁芯接地电流测量单元3包括依次连接的电流信号取样调理模块3.1、模数转换模块3.2和比对分析显示模块3.3，所述铁芯接地电流信号取样调理模块
3.1可采用高精度钳形电流传感器，高精度钳形电流传感器卡在标准铁芯接地电流输出单元2的输出线和铁芯上，对铁芯接地电流进行取样调理后，输入到模数转换模块3.2进行采集，然后比对分析显示模块3.3从模数转换模块3.2读取采集结果并计算、存储、显示。
[0047]基于本实用新型提供变压器铁芯接地电流实时跟踪单元1，对某500kV变电站进行了铁芯接地电流在线监测设备的电流置空试验。
[0048]试验选取的500kV变压器型号为0DFS-334MVA/500kV，该变压器装用的铁芯接地电流监测装置型号为iTM0-TX-2000，其测量范围为2mA-10A，测量准确度为±(5%读数+0.1mA)。在现场测量时，该变压器运行负荷为49MVA，已投运6年。
[0049]现场试验时，首先利用本实用新型中变压器铁芯接地电流实时跟踪单元1的铁芯接地电流信号取样调理模块1.1对现场铁芯接地电流Ic进行取样，得到电流值为2.7mA，其中99%为工频电流分量，其波形见图6中CH1所示。
[0050]然后继续利用变压器铁芯接地电流实时跟踪单元1，对I。进行滤波、频率跟踪、分次、移相、合成得到反向电流Ii，并以穿心方式注入监测装置的钳形传感器中，此时利用标准钳形传感器观测抵消后的总电流12，有效值为0.02mA左右，波形如图7所示。此总电流12即可直观反映电流“置空”效果。按被测样品(在线监测设备)测量准确度的1/3估算，置空后0.02mA对校准过程的影响可忽略不计。此时，监测设备的示数为0.00mA。由此可见，本实用新型中的变压器铁芯接地电流实时跟踪单元1使得铁芯接地电流在线监测设备的现场校准过程中，监测设备传感器中的电流回归了实验室的“零电流”状态，滤除了监测设备初始电流对现场校准的影响，提高了校准的准确度，取得了良好的效果。
[0051]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置，用于对铁芯接地电流在线监测设备进行现场检验，以判断在线监测设备能否正常监控铁芯接地电流，其特征在于:所述现场检验装置包括变压器铁芯接地电流实时跟踪单元(1)、标准铁芯接地电流输出单元(2)及铁芯接地电流测量单元(3)， 所述变压器铁芯接地电流实时跟踪单元(1)，用于实时跟踪现场铁芯接地电流的幅值、频率和相位，输出与现场变压器铁芯接地电流同频同相的镜像电流，将镜像电流以反向穿心的方式注入到在线监测设备的钳形电流传感器，以实现在线监测设备的钳形电流传感器电流置空和后台采集数据归零； 所述标准铁芯接地电流输出单元(2)，用于输出幅值可调、谐波分量可调的电流，以穿心方式注入到在线监测设备的钳形电流传感器中； 所述铁芯接地电流测量单元(3)，用于测量变压器铁芯现场置空和重新注入后的总电流值，与在线监测设备后台采集的变压器铁芯置空和重新注入后的总电流值进行比对校验。2.如权利要求1所述的变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置，其特征在于:所述变压器铁芯接地电流实时跟踪单元(1)包括铁芯接地电流信号取样调理模块(1.1)、信号谐波分离模块(1.2)、分离信号移相模块(1.3)、分离信号调幅及合成模块(1.4),电流放大输出模块(1.5)、信号频率跟踪模块(1.6)及反馈控制模块(1.7)， 所述铁芯接地电流信号取样调理模块(1.1)用于对现场铁芯接地电流进行取样、I/V变换及放大后输出取样信号，其输出端与所述信号谐波分离模块(1.2)的输入端连接； 所述信号谐波分离模块(1.2)用于实现取样信号的基波及3，5，7次谐波分量的分离得到分离信号，其第一输出端与所述信号频率跟踪模块(1.6)的输入端连接，用于将分离出的基波信号输出给所述信号频率跟踪模块(1.6)，所述信号谐波分离模块(1.2)的第二输出端与所述分离信号移相模块(1.3)的输入端连接，用于输出所述分离信号； 所述信号频率跟踪模块(1.6)用于实时跟踪基波信号频率，其输出端与所述反馈控制模块(1.7)的输入端连接； 所述反馈控制模块(1.7)用于根据所述信号频率跟踪模块(1.6)获得的基波信号频率自动调节所述信号谐波分离模块(1.2)的参数，实现动态频率信号的分离，保证信号经过信号谐波分离模块(1.2)时不产生相移； 所述分离信号移相模块(1.3)用于实现分离信号的相位调整，输出调整相位后的分离信号，其输出端与所述分离信号调幅及合成模块(1.4)的输入端连接； 所述分离信号调幅及合成模块(1.4)用于实现调整相位后的分离信号的幅值调整及叠加，输出合成信号，其输出端与所述电流放大输出模块(1.5)的输入端连接； 所述电流放大输出模块(1.5)用于实现所述合成信号的功率放大，并输出电流基波及3，5，7次谐波幅值与原边铁芯接地电流中的基波及3，5，7次谐波幅值等幅值的电流信号，即所述与现场变压器铁芯接地电流同频同相的镜像电流。3.如权利要求1所述的变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置，其特征在于:所述标准铁芯接地电流输出单元(2)包括依次连接的工控机(2.1)、数模转换模块(2.2)、恒流源功率放大模块(2.3)和电流输出模块(2.4)，所述工控机(2.1)用于将电流幅值及谐波转换成相应数模转换转换模块(2.2)所需要的数据数组，由数模转换转换模块(2.2)输出电压基准信号到恒流源功率放大模块(2.3)，经过恒流源功率放大模块(2.3)进行电压电流转换及功率放大，最后由所述电流输出模块(2.4)将可调、谐波分量可调的电流输出。4.如权利要求1所述的变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置，其特征在于:所述铁芯接地电流测量单元(3)包括依次连接的电流信号取样调理模块(3.1)、模数转换模块(3.2)和比对分析显示模块(3.3)，所述铁芯接地电流信号取样调理模块(3.1)用于对铁芯接地电流进行取样调理后，输入到模数转换模块(3.2)进行采集，然后比对分析显示模块(3.3)从模数转换模块(3.2)读取采集结果并计算、存储、显示。
【专利摘要】本实用新型提供一种变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置，包括变压器铁芯接地电流实时跟踪单元、标准铁芯接地电流输出单元及铁芯接地电流测量单元。本实用新型基于置空后注入的原理，通过采集在线监测装置中流过的铁芯接地电流，反馈至标准装置，输出与铁芯接地电流幅值和谐波分量相同、相角相差180度的电流，将在线监测装置中流过的电流置空(抵消至零)；然后在监测装置传感器中注入幅值可调、谐波分量可调的电流对监测装置的传感器进行全量程的校验，可以判断和评价在线监测数据的有效性和可靠性，及时甄别出存在缺陷的监测装置，大大提高监测数据可靠性、减小装置误报率，从而更好地发挥在线监测装置的作用。
【IPC分类】G01R35/00
【公开号】CN205049723
【申请号】CN201520827085
【发明人】贺家慧, 王永勤, 罗维, 周启义, 王理强, 张军, 汪泉, 邵华锋
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院, 武汉新电电气技术有限责任公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月23日